【飛行原理】模擬飛行教學版-固定翼篇

這次描述飛行中的部分力學問題和基礎的操縱面做作

1、 飛行中的力

作用在飛機上的力大體可分為以上4種，具體說明如下：

1、升力：

產生：由于機翼上彎下平，導致流過上部的氣流需跨越更長的路程。由氣流的連續性定理可得，上部氣流的速度要快于下部氣流，否則就會產生湍流（失速就是由此產生）。

由伯努利定律（流場中流速快的地方壓強小，流速慢的地方壓強大）得機翼下方的壓強大于上方壓強。上下的壓強差產生升力。

特點：升力與迎角（翼弦與水平方向的夾角，注：翼弦指翼型平行于機身縱軸的弦）、翼型（機翼形狀，主要指彎度）及速度有關。就迎角而言，在臨界迎角之前，迎角越高升力越大。就翼型而言，機翼彎度越大表面積越大，升力越大。就速度而言，速度越快，升力越大。

2、重力：

產生：地球對物體產生的豎直向下的力。

特點：由飛機質量決定。

3、牽引力

產生：發動機對空氣施力過做功，使空氣對飛機產生的作用力。

4、阻力

產生：阻力有壓差阻力、摩擦阻力、誘導阻力、干擾阻力和激波阻力。這里先介紹前三種。

壓差阻力：由迎風面和背風面壓強差所產生的阻力（類似推一個被塞住針孔的注射器）。

摩擦阻力：就是一般所說的滑動摩擦力。

誘導阻力：由于空氣對機翼產生了升力，所以機翼對空氣有一個反作用力，這個力的作用使氣流偏轉。偏轉后的氣流會進一步使升力的角度不再垂直于翼弦，而是向后偏一個相同的角度，升力在翼弦方向的分力就是誘導阻力。升力越大，誘導阻力也越大。

干擾阻力：各零件間氣流發生干擾產生的阻力（以機翼和機身間的干擾阻力最大）。

2、 飛機的旋轉軸

3、 飛機的基本操縱面

該圖介紹了4種操縱面：

1、升降舵：可上下偏轉，使飛機繞Y軸做俯仰運動（模擬飛行中由方向鍵上下控制）。

2、副翼：左右聯動，左副翼向下偏，右側則向上偏，反之亦然。可讓飛機繞X軸做滾轉運動（模擬飛行中由方向鍵左右控制）。

3、方向舵：可左右偏轉，使飛機繞Z軸運動（模擬飛行中用搖桿的Z軸控制，鍵盤使用小鍵區的ENTER和0鍵）。

4、俯仰運動

（1）升降舵的運動。

當按下鍵盤下鍵或將搖桿向后拉時，升降舵會向上運動。反之則向下運動。

該圖為升降舵處于中位。

該圖中升降舵上偏

該圖中升降舵下偏

2、升降舵運動產生的俯仰運動：

這里僅舉升降舵上偏的例子。

由于升降舵上偏，使氣流對升降舵產生了垂直翼面向下的力，這個力產生了向下的力矩，使機尾以Y軸向下轉動，同時也是機頭向上轉動。由于迎角增大升力增大，所以在一定范圍內，飛機會上升。

5、滾轉運動：

（1）副翼的運動

當按下鍵盤左鍵或向左偏轉搖桿時，左側副翼會上偏，右側會下偏，反之亦然。

以上是左偏的情況

以上是右偏的情況。

（2）副翼產生的滾轉運動

僅以左轉為例。

當左側副翼上偏時，會受到氣流施加的向下的力，從而使左側機翼繞X軸向下偏轉，右側機翼向上偏轉。又由于升力是垂直于翼面的（僅指Y方向上），所以升力產生了向左的分力，使飛機向左做圓周運動，這就是飛機轉彎的原理（偏航糾正以后再說，呵呵）。需要注意的是，在轉彎時沒有改變升力大小卻產生了分力，所以升力在豎直方向上的分力減小，飛機可能會掉高度。

6、偏航運動

（1）方向舵的運動

按住小鍵區O鍵或向左扭搖桿，方向舵就會左偏。按住小鍵區ENTER鍵或向右扭搖桿就會向右偏。

圖中方向舵為中位

圖中方向舵左偏

圖中方向舵右偏

（2）由方向舵產生的偏航運動。

僅以方向舵左偏為例。

當方向舵左偏時，舵面受空氣施加的向右后方的壓力，此壓力產生力矩，使機尾繞Z軸向右旋轉，同時機頭也向左旋轉，由于速度方向未改變，所以飛機會發生偏航（也叫側滑）。這個動作在風中校正航向和轉彎時使消除不正常偏航時使用，需注意的是該動作不是飛機轉彎的主要成因。

還要注意的一點是，該動作也會造成一定程度的滾轉。由于偏航時，左側機翼相對氣流速度減慢，右側機翼加快，造成兩側機翼不對稱，所以飛機會發生滾轉。

【飛行儀表】模擬飛行教學版-固定翼篇

本期講解駕駛艙儀表概要,并簡單介紹幾個基本動作。

1、 駕駛艙儀表。

（1）姿態儀。該儀表用于反映飛機的姿態變化（如俯仰角度及傾斜角度）。在姿態儀中藍色代表天，深色代表地面，中間的白線代表地平線。當飛機上仰時，姿態儀中的小飛機（橘紅色）向上移動，當小飛機處于人工地平線上方時，代表飛機的仰角為正，藍色部分的小黑線表示俯仰角度，依次為5度、10度……當飛機向左傾斜時，小飛機會相對人工地平線左傾相同角度，姿態儀最上方的橘紅色三角形指示位置即為傾斜角度（最中央白線為0度，向外依次表示5度、10度、15度、30度）。

（2）速度表。該表顯示的是指示空速，指示空速是由吹入動壓空的氣流壓強和靜壓孔測得靜態空氣壓強的差值得出的，當飛機處于標準海平面氣壓中指示空速就等于真空速。指示空速的單位是節。此外講解以下幾個速度的不同：

1）指示空速（如上）

2）真空速：飛機相對周圍氣體的速度，粗略數據可由指示空速換算得來。

3）地速：飛機相對地面的速度，可由真空速加上風速得出。

4）馬赫數：真空速與相應條件下音速的比值。

再來了解下速度表上各速度的標示：

1）最外圈白色范圍表示進行襟翼操縱的速度范圍，其中注意襟翼操縱范圍的最小值也就是飛機在著陸形態下的最小可操縱速度Vso。

2）綠色部分表示在不放襟翼（或稱光潔形態）時的操縱范圍，其最小值就是飛機在光潔形態下的最小操縱速度Vs。

3）黃色部分表示超過正常巡航/操縱范圍的速度，其與綠色部分大交點也就是正常巡航最大速度，稱為Vno

4）最后的紅色部分表示飛機結構設計的極限速度Vne，在所有飛行中都不應超過該速度。

最后發現忘了說一點，速度表的單位是節！

（3）高度表。飛機上主要用的是氣壓高度表，該高度表通過測量飛機所在高度的氣壓與海平面氣壓的差值得出高度。需要注意的是在飛行中需要依情況轉換高度表修正值（海平面氣壓狀態），例如當機場處修正海平面氣壓為29.83英寸汞柱時，就需轉動高度表左下方的旋鈕時表盤右側的氣壓值窗口的示數達到29.83。在轉換高度之上（美國是18000英尺，中國一般是9800英尺，若由于實際情況變化會予以通告）高度表應撥為標準海平面氣壓29.92英寸汞柱。在轉換高度以下應撥為當地的機場氣壓或修正海平面氣壓（具體哪一個隨地區和法規變化）。游戲中高度表可按B鍵自動撥正。

接下來說表盤本身，高度表有兩個指針，一個較短稱為千英尺指針，它所指的示數應乘以1000后閱讀；另一個較長稱為百英尺指針，它所指的示數應乘以100閱讀。一般來說高度表的閱讀是找到千英尺指針逆時針方向的第一個大格（標了號的），用這個值乘以1000，再加上百英尺指針讀數乘以100的數值就是高度表示數了。注意該表單位為英尺。

（4）轉彎側滑儀。該表反映了飛機轉彎的角速度和側滑程度。表的上部分的小飛機反映飛機轉彎的角速度，當飛機開始轉彎時小飛機會傾斜，其傾斜程度反映角速度，傾斜越陡角速度越大。在L和R附近各有一條小白線，這條線表示飛機正以標準角速度（3度/s，注意是度不是弧度！）轉彎。

表的下部分的小球表示飛機的側滑程度，當飛機的向心力不足或過大時就會出現側滑，若飛機發生左側滑，小球就會向右側滾，反之亦然。發生側滑時，應當向小球滾動方向偏轉方向舵使小球保持在中央（某些地方稱之為踩球）。

（5）磁羅盤該羅盤指示了飛機所對的方向。羅盤上每一個刻度表示1度，NSEW表示相應的方位。小飛機機頭所對的方向就是飛機所對的方向。

（6）升降速率表。該表反映了飛機上升或下降的快慢。表上的示數應乘以100閱讀，單位為英尺/分。儀表上半部分表示上升率，下半部分表示下降率。在 -1000英尺/分以內的每個刻度的分度值為100。

以上6個儀表就是所說的六大儀表。

（7）發動機轉速表，單位是百轉/分，紅色部分不得超過。

2、平直飛行。

平直飛行是最基本的飛行動作，但要做到完美還是需要很多練習。首先假設你有辦法讓飛機升空（可以按Y鍵再按F4鍵，到合適高度再按Y鍵以達到練習高度），并假設你可以操縱飛機（補充一個操作，增大發動機轉速按F3鍵，降低按F2鍵，收慢車按F1鍵，將轉速增到最大按F4鍵）。此時你需要：

1）穩定一個合適的發動機轉速；

2）操縱副翼（意味著要同時使用方向舵消除偏航）讓飛機處于水平狀態，航向沒有任何偏轉；

3）操縱升降舵使飛機的升降速率為零。

這樣你的飛機就處于了直線飛行狀態。如果還要加大難度就是讓飛機的仰角為零，同時保持飛機直線飛行（這需要及時調整發動機轉速）。

2、上升與下降。

這里僅舉上升為例。

上升有兩種上升方式，第一種為恒率上升，即保持恒定的升降速率上升，具體步驟如下：

1）操縱升降舵使升降速率達到你所希望的上升率。

2）調整發動機轉速以保持上升率，同時配合升降舵操縱。

3）距目標高度還有（升降率*1/10）英尺時之前開始降低升降率在目標高度上作平直飛行。（*1/10不是硬性規定，只是個個人經驗性的做法，總之就是要留提前量）。

恒速上升即保持恒定的指示空速上升，具體步驟如下：

1）增大發動機轉速保持一個目標速度。

2）操縱升降舵以保持目標速度（注意升降率應為正值）。

3）在到達目標高度前改平。

下降亦然。

該圖為典型的上升時的儀表狀態。

3、轉彎。這里僅舉右轉彎。步驟如下：1）使用副翼向右側壓機翼，使飛機向右偏轉一個角度，并調整副翼保持角度。2）使用方向舵消除側滑，側滑儀上的小球向哪邊偏就往哪邊打舵（如果你覺得用0鍵和Enter鍵很煩就說明你需要一個帶Z軸的搖桿了）。3）調整油門并配合升降舵調整使飛機穩定在目標的垂直速率上。4）注視磁羅盤，當靠近目標航向時進行改平，其間注意側滑和垂直速度的調整。

上圖為典型轉彎時的儀表視圖

如果您想再加一些練習就嘗試進行標準角速度轉彎（儀表顯示如下圖）

【失速原理】模擬飛行教學版-固定翼篇

本期主要講解失速及失速改出

一、失速的形成。

當飛機上升時，我們總是通過讓飛機上仰來獲得更大的升力，但是大家會發現當仰角達到一定值時，升力就無法增加，有時不升反降，這就是失速現象。

失速往往發生在仰角過高時，例如下圖。

此時，飛機的仰角已經達到了近20度，而速度已經降到了最低可操控速度

當飛機仰角抬升時，相對飛機的氣流要流過機翼上表面就越困難。相當于一輛汽車要爬一個更陡的坡。那么當這個坡陡到一定程度時，車就爬不上去了，此時在機翼上發生的現象就是上表面的氣流開始與機翼分離，不再沿機翼方向行進而是產生湍流。氣流剛剛開始分離的這個角度稱為臨界仰角，過了這個仰角機翼產生的升力值急劇下降。

二、超臨界翼型的失速（淺談）。

普通低速翼型的氣流分離發生在機翼上表面最突出處，然后逐漸向前緣擴展，因此失速發生時，升力降低會比較慢。

而超臨界翼型（像757/767以及320之類的飛機都在用）由于上表面比較平坦，所以一旦失速，氣流就在前緣分離，整個機翼就無法產生升力。

三、失速的表現。

1、升力急劇降低。

2、一些操縱面不可控制，例如副翼處在湍流之中，無法有效控制飛機滾轉。

3、在進入失速前飛機會發生振顫。

4、進入深度失速時，飛機可能會進入所謂尾旋，是一種螺旋形下墜過程。

（5）、之所以打括號是覺得寫在這總有點不合適，不過想想不想單辟欄目了，一些告警會發出報警聲，常見的有飛機上的主告警器，以及一些大型客機上的振桿系統（操縱桿振動）。此外在游戲中畫面右下角會有紅底白字的STALL（失速）提示。

四、失速的改出。

這里只講一般失速的改出，關于尾旋的問題建議上網搜索。

首先你有一架即將/剛剛進入失速狀態的飛機，你應該已經感覺到了飛機操縱變得艱難，并且伴有振顫現象。

此時不要慌張，第一，你應該全程使用方向舵使飛機始終處于協調狀態（不側滑）這對失速改出以及尾旋的防止有很大作用。

第二，如果高度允許，把操縱桿釋放，讓飛機自己低頭降低仰角。失速改出的第一要訣就是降低仰角。必要時甚至可以向前推桿。

第三，如果高度過低，可以增大發動機功率，操縱時切忌著急推桿，應該較平穩地推桿。

第四，改出失速后應盡快讓飛機恢復平直飛行，抬頭動作稍微緩一下。

來源：飛行員培訓

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